[发明专利]一种高催化转化率的超低固汞催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工催化剂，特别是一种高催化转化率的超低固汞催化剂及其制备方法。

背景技术

2011年1月，环境保护部下发《关于加强电石法生产聚氯乙烯及相关行业汞污染防治工作的通知》，提出到2015年底，电石法聚氯乙烯行业低汞触媒普及率达到100%；2013年10月10日，在日本举行的由联合国环境规划署主办的《水俣公约》外交全权大会上，包括中国在内的92个国家和地区的代表签署《水俣公约》，携手控制和减少全球汞排放。因此，超低固汞催化剂的研发对于PVC行业的发展及汞减排都有重要意义。

低汞催化剂（4-6.5%）在制备过程中，由于载体活性炭上存在羰基、醛基等还原性官能团，而氯化汞的二价汞具有氧化性，在浸渍过程中发生氧化还原反应，导致10%-40%的氯化汞转化为氯化亚汞，氯化亚汞并无催化活性，导致低汞催化剂中的部分氯化汞浪费，没有起到催化作用。国标（GB/T 31530-2015）氯乙烯合成用低汞触媒规定的氯化汞的含量为4-6.5%，在实际分析过程中由于采用盐酸和硝酸的氧化，又将氯化亚汞氧化为氯化汞，未能分析出低汞催化剂中真实的氯化汞含量。因此，现有的低汞催化剂存在氯化汞含量较高、有效氯化汞含量较低、分散度低、催化转化率低、固汞效果较差、成本较高的缺点。

为解决以上问题，本发明采用H₂O₂氧化后的煤制活性炭为载体， HgCl₂为主催化成分， InCl₃、ScCl₃和YCl₃为催化助剂， KCl为固汞剂，盐酸为竞争吸附剂，并采用超声分散分步浸渍-微波干燥的方法制备高催化转化率的超低固汞催化剂。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高催化转化率的超低固汞催化剂及其制备方法。本发明的催化剂具有氯化汞含量低、有效氯化汞含量高、分散度高、催化转化率高、固汞效果好、成本低的优点。

本发明的技术方案：一种高催化转化率的超低固汞催化剂，该催化剂采用HgCl₂、InCl₃、ScCl₃、YCl₃、KCl和活性炭载体制成。

前述的一种高催化转化率的超低固汞催化剂中，所述催化剂，按重量份计，每一百份中含有HgCl₂1-4份，InCl₃1.6-6.52份，ScCl₃0.56-2.24份，YCl₃0.72-2.88份，KCl0.55-2.2份，余量为活性炭载体。

前述的一种高催化转化率的超低固汞催化剂中，所述活性炭载体，是用H₂O₂在pH=3的盐酸水溶液中氧化煤制活性炭载体制得。

前述的一种高催化转化率的超低固汞催化剂中，所述HgCl₂、InCl₃、ScCl₃、YCl₃及KCl的物质的量比为1:2:1:1:2。

按照权利前述的一种高催化转化率的超低固汞催化剂的制备方法，其特征在于：按以下步骤制备：

（a）将HgCl₂、InCl₃、ScCl₃、YCl₃和KCl加入pH=1的盐酸水溶液中，混合均匀，得A品；

（b）使用A品对活性炭载体进行浸渍，得B品；

（c）对B品进行干燥，将盐酸挥发，得高催化转化率的超低固汞催化剂。

前述的制备方法中，所述步骤（b）中使用A品对活性炭载体进行浸渍，是将A品均分为2~4等分，在80℃的真空条件下进行分步超声浸渍。

前述的制备方法中，所述步骤（c）中对B品进行干燥，是采用微波干燥，干燥至B品中水分含量小于0.3%。

与现有技术相比，①该催化剂氯化汞含量偏低，成本较低，由于选用H₂O₂氧化后的煤制活性炭为载体，提前氧化了活性炭中还原性官能团，避免了浸渍过程中氯化汞的还原反应，氯化亚汞的含量偏低，提高有效氯化汞含量，提高了催化转化率；